Устройство для управления турбонагнетателем с электроприводом Советский патент 1985 года по МПК F04D27/00 F04D15/00 

Изобретение относится к регулированию турбонагнетателей, вентиля торных установок или воздуходувок с электроприводами.

Цель изобретения - повьшение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 представлена блоксхема устройства; на фиг, 2 - схема интегратора.

Устройство для управления турбонагнетателем 1 с электроприводом (фиг. 1) содержит датчик 2 активной мощности электропривода 3, первый блок 4 сравнения, последовательно соединенные сумматор 5, блок 6 управления и преобразователь 7 частоты, блок 8 коммутации, а также датчик 9 и задатчик 10 расхода воздуха, чувствительный элемент 11, датчик 12 частот питания статора электродвигателя, триггер 13, последовательно соединенные датчик 14 частоты электросети второй блок I5 сравнения и элемент И 16, последовательно соединенные датчик 17 скорости вращения турбонагнетателя, первый функциональный преобразователь 18, первый масштабирующий усилитель 19, первый умножитель 20, последовательно соединенные блок 21 деления, второй функциональный преобразователь 22, второй масштабирующий усилитель 23 и второй умножитель 24, а также интегратор 25, первый 26 и второй 27 ключи.

Устройство работает следующим образом.

Приводной электродвигатель 3 питается от сети 50 Гц через преобразователь 7 частоты, а между ними включен датчик 2 активной мощности. На валу электродвигателя 3 установлен датчик I7 скорости вращения турбнагнетателя и турбонагнетатель 1. Путем изменения управляющего сигнала, поступающего из блока 6 управления преобразователем 7 частоты, осуществляется регулирование скорости вращения электродвигателя и производительности турбонагнетателя. Воздействие на блок 6 управления осуществляется от сумматора 5, с помощью которого осуществляется суммирование эадгиощего сигнала и сигнала обратной связи от датчика 9 расхода воздуха.

Управление работой электродвигателя турбонагнетателя осуществляется иугем формирования сигналов,характер)1зую1цих мощность с помощь1Ю первог 20 и второго 24 умножителей, первого

блока 4 сравнения и интегратора 25, выход которого через чувствительный элемент 11 (чувствительное-, электромеханическое или бесконтактное униполярное реле )соединен с одним из входов сумматора 5. На вход последнего поступает также сигнал от задатчика 10 расхода воздуха, который изменяет уровни расхода воздуха в течение заданных по программе интервалов времени. Сигнал с выхода датчика 17 скорости вращения турбонагнетателя через первьй функциональный преобразователь 18 и первый масштабирующий усилитель 19 поступает на первый умножитель 20.

Первый функциональный преобразователь реализует зависимость

-, где л) - относительная ско-

рость вращения турбонагнетателя. Первый масштабирующий усилитель учитывает коэффициент потерь мощ- нести в электродвигателе при регулировании его скорости, который равен

Р-4Р --5 .

где ДР - потери мощности в электродвигателе, обусловленные несинусоидальностью токов Р - мощность, подводимая к

статору электродвигателя. Коэффициент / в области номинальных постоянен и равен 0,985-0,99.

С помощью блока 21 деления, на входы которого поступают сигналы заданного Qj и фактического О f расхода воздуха, определяется расчетное значение относительной скорости вращения турбонагнетателя

1 ОФ .)р . Сигнал с выхода блока 21 делени через второй функциональный преобразователь 22, реализирующий зависимость -Jp , и второй масштабирующий усилитель 23 подается на второ умножитель 24.

Перевод электродвигателя на нерегулируемый режим работы осуществляется путем шунтирования преобразователя 7 частоты с помощью блока 8 коммутации, управление которым 3 осуществляется элементом И I6 с двумя, входами. Сигналы с выхода блока коммутации управляют первым 26и вторым 27 ключами, шунтирующими первый 19 и второй 23 масщтабирующие усилители, причем второй клю 27шунтирует второй масщтабирующий усилитель 23 в случае, если блок 8 коммутации шунтирует преобразовате 7 частоты,а первьй ключ 26 шунтирует первый масштабирующий усилител 19 при отсутствии шунтирования прео разователя частоты. При работе электродвигателя с пи танием от преобразователя частоты расход воздуха равен заданному Q, скорость вращения турбонагнетателя /О, а сигналы на выходах первого и второго умножителей, соответственн равны и -P°itl -t Xt) и (t) - где Р (t) - измеренная активная мощность электродвигателя (сигнал на выходе дат чика 2 активной мощности || и П| -соответственно коэффициенты потерь мощности электродвигателя и КПД преобразователя частоты реализуемые первым и вто рым масштабирующими усил телями. При этом второй функциональный преобразователь 22 не изменяет величины выходного сигнала блока 21 деления, равной единице (). Сигналы с выходов первого и второго умножителей поступают на первый блок 4 сравнения, на выходе которого формируется сигнал, пропорционал ный ..ЫП..,. РА() 5 4t) an Этот сигнал поступает на интегра тор 25, на выходе которого формируе ся напряжение, пропорциональное +4t .&1 j At)dt U3(t)dt. t о 94 Пределы интегрирования устанавливаются -С помощью задатчика 10 и выбираются на основании анализа заданного расхода воздуха. Если уровень заданного расхода повторяется через интервал времени, равный длительности рабочей смены, то At принимается равным указанному отрезку времени. Если выходной сигнал блока интегратора принимает отрицательное значение, то электродвигатель переводится с регулируемого режима работы на нерегулируемый. Это достигается при срабатывании от выходного сигнала интегратора чувствительного элемента 1 1 , При этом на вход блока 6 управления поступает сигнал с вы- хода сумматора 5 и электродвигатель начинает разгоняться. Одновременно сигнал с выхода чувствительного элемента 11 поступает на триггер 13, который меняет свое состояние, и на элемент И 16 поступает Лог.1. По мере разгона электродвигателя уменьшается разность частот сети и статора электродвигателя. При равенстве частот и фаз с выхода блока сравненгч на элемент И 16 поступает разрешающий сигнал и на выходе элемента И формируется Лог. 1.Выходной сигнал элемента И подается на блок 8 коммутации, который шунтирует по этому сигналу преобразователь 7 частоты и электродвигатель перево- на нерегулируемый режим рабо ы.. Если выходной сигнал интегратора 25 станет положительным, то чувствительный элемент 1I срабатывает вторично и подает сигнал на триггер 13 и сумматор 5. Триггер 13 устанавливается Б исходное состояние, сигнал на входе элемента И 16 уменьшается до нуля и выходной сигнал элемента И становится равным Лог.О, в-результате чего подключается преобразователь частоты и электродвигатель переходит на поииженнуго скорость, определяемую сиг 1алом задат- чика 10.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее датчик активной мощност электропривода, первый блок сравнения, последовательно соединенные сумматор, блок управления и преобразователь частоты, блок коммутации, подключенный параллельно последнему, а также датчик и задатчик расхода воздуха и чувствительный элемент, подключенный к входам сумматора, причем преобразователь частоты связан с питающей электросетью и -с .электродвигателем, отличаю щ-е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, оно дополнительно содержит датчик частоты питания статора электродвигателя, триггер, последовательно соединенные датчик частоты электросети, второй блок сравнения и элемент И, последовательно соединенные датчик скорости вращения турбонагнетателя, первый функциональный преобразователь, первый масштабирующий усилитель, первый умножитель, последовательно соединенные блок деления, второй функциональный преобразователь, второй масштабирующий усилитель и второй умножитель, а также интегратор, первый и второй ключи, подключенные параллельно первому и второму масштабирукщим усилителям соответственно и связанные с блоком коммутации, причем датчик активной i мощности включен между электродвигателем и преобразователем частоты, (Л датчик частоты питания статора электродвигателя подключен к второму блоку сравнения, второй вход элемента И подключен к триггеру, а выход - к блоку коммутации, вход триггера подключен к чувствительному элементу, интегратор подклюсо со to чен входами к задатчику расхода воздуха и первому блоку сравнения, а выходом - к чувствительному элесо со менту, первый и второй умножители подключены вторыми входами к датчику активной мощности, а выходами к первому блоку сравнения, причем входы блока деления подключены к датчику и задатчику расхода воздуха.

От ъадатчика Ю

IJ

Фиг.2